[发明专利]运用广播调频信号以及相位差运算技术定位的方法

权利要求书

1.一种用于室内及/或室外的定位系统，使用三个FM电台或区域性安装的FM电台来广播三个导引信号，该三个导引信号用于进行到达时间差(TDOA)的双曲线定位；其中又有三台接收参考台包含第一参考台(Rc)、第二参考台(Rd)及基地台(BS)用于定位一移动单元(MU)，该基地台(BS)与该第一参考台(Rc)、该第二参考台(Rd)及该移动单元(MU)进行双向通讯，传送并接收数据以计算移动单元(MU)的位置，其中该基地台(BS)、该第一参考台(Rc)、该第二参考台(Rd)及该移动单元(MU)皆配备有调频接收器及数字运算器以测量该三个导引信号的相位，该三个导引信号的相位以指定的顺序相减后得出该三个导引信号在该第一参考台(Rc)、该第二参考台(Rd)及该移动单元(MU)的相位差分组，并将该第一参考台(Rc)、该第二参考台(Rd)、该移动单元(MU)的相位差分组传送到该基地台(BS)以定位该移动单元(MU)，其特征在于，当该三个导引信号未完全一致时，该基地台(BS)、该第一参考台(Rc)、该第二参考台(Rd)及该移动单元(MU)用相对于同步的主频率信号(MC)来测量相位差，以避免该三个导引信号随时间的相移，而且该主频率信号作为该基地台(BS)、该第一参考台(Rc)、该第二参考台(Rd)及该移动单元(MU)的唯一参考时间信号以对该三个导引信号进行连续性或平行性的相位测量。

2.如权利要求1所述的定位系统，其特征在于，在该基地台(BS)所测量的该相位差分组从该第一参考台(Rc)、该第二参考台(Rd)及该移动单元(MU)所测量的该相位差分组中减除而分别形成三对双差分组(Δd_12c,Δd_13c)、(Δd_12d,Δd_13d)及(Δd_12m,Δd_13m)，且该三对双差分组用于该基地台(BS)计算该移动单元(MU)的位置。

3.如权利要求2所述的定位系统，其特征在于，建造一区域性基本坐标地图(Cardinalmap)，将该基地台(BS)的位置设在原点(0,0)，将该第一参考台(Rc)及该第二参考台(Rd)的位置分别在已知坐标(Xc,Yc)及(Xd,Yd)，以及该移动单元(MU)的位置在未知坐标(x,y)，其中用两线性等式用来取代近似该双曲线的定位公式，以及设定四个参数(Δh₁₂,Δv₁₂)及(Δh₁₃,Δv₁₃)分别与该移动单元(MU)的坐标(x,y)相乘以形成两线性等式，而该移动单元(MU)的该双重差分组(Δd_12m,Δd_13m)分别为该两线性等式的结果。

4.如权利要求3所述的定位系统，其特征在于，该两线性等式应用于该两已知坐标(Xc,Yc)及(Xd,Xd)以取代该移动单元(MU)的该未知坐标(x,y)，该四个参数(Δh₁₂,Δv₁₂)及(Δh₁₃,Δv₁₃)和该两已知坐标(Xc,Yc)及(Xd,Xd)相乘，分别形成四个线性等式，而该双重差分组(Δd_12c,Δd_13c)及(Δd_12d,Δd_13d)分别是该四个线性等式的结果，如此解出该四个线性等式的该四个参数(Δh₁₂,Δv₁₂)及(Δh₁₃,Δv₁₃)的结果可用在二元方程式来解出该移动单元(MU)的位置(x,y)。

5.如权利要求1所述的定位系统，其特征在于，将该三个导引信号之一指定为同步信号波形，该基地台(BS)送出一同步准备信号给该第一参考台(Rc)、该第二参考台(Rd)及该移动单元(MU)，而且在该同步准备信号完成接收后，该同步信号波形的下一个上升沿被所有该第一参考台(Rc)、该第二参考台(Rd)、该移动单元(MU)及该基地台(BS)识别为该主频率信号(MC)的开始时间点。